单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计.doc

目录一、传动方案拟定二、电动机的选择三、计算总传动比及分配各级的传动比四、运动参数及动力参数计算五、传动零件的设计计算六、轴的设计计算七、滚动轴承的选择及校核计算八、键联接的选择及计算九、润滑方式的确定十、参考资料计算过程及计算说明一、传动方案拟定1设计题目名称单级斜齿圆柱齿轮减速器。2运动简图3工作条件运输机双班制工作，单向运转，有轻微振动，小批量生产，使用年限6年。4，原始数据 1输送带牵引力 f=1100 n 2输送带线速度 v=1.5 m/s 3鼓轮直径 d=250 mm二、电动机选择1、选择电动机的类型： 按工作要求和工况条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式结构，电压为380v，y型。2、计算电机的容量：电机至工作机之间的传动装置的总效率：式中：带传动效率：0.95；滚子轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.97；弹性联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96已知运输带的速度v=0.95m/s： 所以： 从表22-1中可选额定功率为3kw的电动机。3、确定电机转速：卷筒的转速为：按表14-8推荐的传动比合理范围，取v带传动比单级圆柱齿轮减速器传动比，则从电动机到卷轴筒的总传动比合理范围为：。故电动机转速可选的范围为：符合这一范围的转速有：1000r/min、1500r/min，；综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第1种方案比较合适，因此选用电动机型号为y100l2-4，其主要参数如下：型号功率（kw）转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩y100l2-4314202.22.2额定功率kw满载转速khdadefghlab31420122451602860824100380205三、计算总传动比及分配各级的传动比：总传动比： 分配传动比：取一级斜齿圆柱齿轮的传动比：，则一v带的传动比：四、运动参数及动力参数计算：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴，依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1、 各轴转速：1轴： 2轴 卷筒轴：2、各轴输入功率，输出功率：输入功率：1轴：2轴：卷筒轴：输出功率：1轴：2轴： 卷筒轴：3各轴输入转矩，输出转矩：电动机的输出转矩： 1轴输入转矩： 2轴输入转矩: 卷筒轴输入转矩：输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率0.99。运动和动力参数计算结果如下表：轴名功率p （kw）转矩t （n*m）转速（r/min）传动比效率输入输出输入输出电动机轴2.0313.65142050.951轴1.931.9132.1931.87572.582.480.962轴1.911.89159.31157.72114.51.000.98卷筒轴1.871.85155.97154.41114.5五、传动零件的设计计算：1.设计v带（1）确定v带型号ka=1.2 pc=kap=1.23=3.6kw根据=3.6kw =1420r/min,选择a型v带，取。大轮的基准直径：。取。为带传动的弹性滑动。（2）验算带速： 带速合适。（3）确定v带基准长度和中心距：根据：可得应在之间，初选中心距=600mm带长：取。计算实际中心距：。（4）验算小带轮包角： 合适。（5）求v带根数z： 今得：传动比：由查表得，查表得：，由此可得：取z=3根。（6）求作用在带轮轴上的压力：查表得q=0.10kg/m，故得单根v带的初拉力： 作用在轴上压力：。（7）确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径d1=90mm采用实心式结构。大带轮基准直径d2=224mm，采用腹板式结构，基准图见零件工作图。2、齿轮设计（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力：因传递功率不大，转速不高，小齿轮用40cr调质，齿面硬度，大齿轮用45钢调质，齿面硬度，。取；取；=(2)按轮齿弯曲强度设计计算齿轮精度用8级，取载荷系数k=1.2，齿宽系数，小齿轮上的转矩：n*mm大齿轮上的转矩：n*mm初选螺旋角 齿数：取，则齿形系数：查图11-8得。由图11-9得。因 ，故应该对大齿轮进行弯曲强度计算。小齿轮法向模数：由表4-1取。中心距： 取a=90mm。确定螺旋角：齿轮分度圆直径 齿宽 取 （3）验算齿面接触强度：（5）齿轮的圆周速度故选8级制造精度是合宜的。（5）设计小结：名称代号单位小齿轮大齿轮中心距amm90传动比i2.48模数mmm1.25螺旋角()齿数z22110分度圆直径mm30150.11材料及齿面硬度40cr 45钢六、轴的设计计算输入轴设计：1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度217286hbs。查课本第245页表14-2取 c=110。，考虑有键槽，将直径增大5%，则d=16.49(1+5%)mm=17.32选d=18mm2、齿轮轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度工段： 长度取 c=1.5mmii段:初选用7205ac型角接触球轴承，查指导书表可知其内径为25mm,宽度为15mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故ii段长：iii段直径：小齿轮直径mm小齿轮宽度加退刀槽mm取过渡段直径mm, mm取轴承直径mm，mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距l=205mm(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力：求径向力fr作用在轴1带轮上的外力： 因为该轴两轴承对称，所以： （1）绘制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：由两边对称，知截面c的弯矩也对称。截面c在垂直面弯矩为 (3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面c在水平面上弯矩为： (4)绘制合弯矩图（如图d） (5)绘制扭矩图（如图e）转矩： (6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=1，截面c处的当量弯矩： (7)校核危险截面c的强度因为材料选择45号钢调质处理， ，得许用弯曲应力，则： 因为5段的直径都大于d，所以该轴是安全的。输出轴的设计计算:1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度217255hbs。2取 c=115。得：,故取d=30mm。2、轴的结构设计 （1）轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。联轴器的选择计算联轴器所需的转矩：查课本291表17-1取，查手册选用型号为hl2的弹性柱销联轴器。（2）确定轴的各段直径和长度工段：取联轴器直径，查表长度取 c=1.5mmii段:考虑到联轴器和箱体外壁应有一定的距离，初选7208ac型角接球轴承，其内径为40mm，宽度为18mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为23mm，则该段长43mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。故ii段长：直径：段直径：过渡段由于对称性及其配合关系，即 =16mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3。该段直径应取：（44+32）=50mm取轴环直径=50mm. 长度=5mm齿轮直径轴承直径由上述轴各段长度可算得轴支承跨距l=230mm（3）按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力ft：求径向力fr两轴承对称(1)求支反力、 (2)由两边对称，书籍截c的弯矩也对称截面c在垂直面弯矩为 (3)截面c在水平面弯矩为 (4)计算合成弯矩 (5)计算当量弯矩：取=0.6 (6)校核危险截面c的强度因为材料选择45号钢调质处理，得，得许用弯曲应力，则： 因为5段的直径都大于d，所以该轴是安全的。七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命163658=46720小时1、计算输入轴承 （1）已知=572.58r/min轴承径向反力：初先轴承为角接触球轴承7205ac型轴承内部轴向力， 则 (2) ， 故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端， (3)求系数x、y，根据课本表16-11 (4)计算当量载荷、： (5)计算所需的径向基本额定动载荷值 故取p=780.78n，角接触球轴承=3根据课本表16-8、16-9 ， 取，根据手册得7205ac型的=15800n21584.15n;,故角接触球轴承7205ac型合适。2、计算输出轴承 (1)已知=114.5r/min , 轴承径向反力:试选7207ac型角接触球轴承得,则 (2)计算轴向载荷、 ，任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷： (3)求系数x、y根据课本表 (4) 计算当量载荷、： (5)计算所需的径向基本额定动载荷值 故取p=1061.29n，角接触球轴承=3取，根据手册得7208ac型的=35200n26584.42n;,故角接触球轴承7208ac型合适。八、键联接的选择及计算1、输入轴与带轮联接采用平键联接轴径,查手册得，选用a型平键，得：键a 628 gb/t1096-2003 键校核,取 h=6mm得，故键合适。2、输出轴与齿轮2联接采用平键联接轴径 t=159.31nm查手册p51 选a型平键键1218 gb/t1096-2003键校核，l=l1-b=18-12=6mm ，取 h=8mm，故键合适。3、输出轴与联轴器联接用平键联接轴径 t=159.31nm查手册p156 选用a型平键键校核，键863